Optimalisasi Energi Panas dari Gesekan pada Sistem Pengereman Kereta Listrik dengan Rel sebagai Sumber Energi Terbarukan

Abstrak

Jumlah penumpang kereta api Jabodetabek (commuter line) pernah mencapai 1 juta orang per hari. Commuter line melayani 6 rute dengan 80 stasiun, padatnya jadwal kereta perlu diimbangi dengan performa kereta api salah satunya saat pengereman. Pengereman melibatkan benda berbahan logam; blok rem, roda dan lintasan (rel). Gesekan antara roda kereta dan rel saat pengereman menimbulkan energi panas. Energi yang timbul dari pengereman kereta berpeluang untuk diteliti lebih lanjut. Penulis menganalisa timbulnya energi panas sebagai energi yang terbuang saat pengereman. Proses analisa menggunakan model pengereman kereta api. Penggerak kereta api dimodelkan dengan motor Direct Current (DC), pejal baja sebagai blok rem, roda dan lintasan (rel). Sensor kecepatan terkopel dengan motor DC, hasil deteksi sensor sebagai nilai kecepatan kereta (km/jam). Pulsa luaran sensor kecepatan diinput ke kontroler Arduino Mega, bersamaan dengan massa pejal didapatkan nilai gaya gesek (Fk) pengereman. Perubahan suhu permukaan pejal mempengaruhi besar energi yang timbul saat gesekan. Suhu pejal awal (T0) dipengaruhi suhu ruangan dan suhu pejal setelah gesekan (T1), perubahan suhu dikonversi ke bentuk energi. Analisis hubungan Fk dengan energi, pengujian data pada tiga jenis pejal berbeda massa. Data kecepatan dan suhu tiap pejal dibandingkan satu sama lain. Jika gaya gesek bernilai 1,864 Newton maka nilai energi yang dihasilkan yaitu 37,31 Joule.